Bahçe için hidrojen santrali

0
20

Zayıf rüzgarlar için yeni rotor türleri ve yerleşik güvenlik sensörlerine sahip hidrojen tankları, Lausitz gibi az rüzgarlı bölgelerde özel kullanım için küçük rüzgar türbinlerini mümkün kılmak için tasarlanmıştır. Kredi bilgileri: Fraunhofer-Gesellschaft

Alman Çevre Ajansı’nın verilerine göre, şu anda Almanya’nın toplam enerji tüketiminin yaklaşık dörtte birinden özel haneler sorumlu. Bu enerjinin büyük bir kısmı doğalgaz ve ham petrolden elde edilmektedir. Yoğunlaşan iklim değişikliği düşünüldüğünde, bu istatistik ciddi bir istatistik. BTU Cottbus-Senftenberg’de hafif yapı uzmanı ve Fraunhofer Enstitüsü’nde “Polimer Malzemeler ve Kompozit PYCO” Araştırma Başkanı Prof. Wildau konumundaki Applied Polymer Research IAP, durumu vurgulayarak. Ekibi ve orta ölçekli bir işletmeyle birlikte, hidrojenin geleceğine iki yönlü bir yaklaşım benimsiyor: Birincisi, hidrojen üretimi için gereken enerjiyi tedarik etmeye odaklanıyor. İşbirliği ortakları şu anda bunu yapmak için küçük ve verimli bir rüzgar santrali geliştiriyorlar. İkincisi, ekip bu değerli gazı nasıl depolayacağına bakmakla meşgul. Bu amaçla, elyaf takviyeli kompozitlerden yapılmış yeni tip hidrojen tankları üretiyorlar.

Yakıt hücreleri ve araçlar için hidrojen

Holger Seidlitz, “Amaç, özel kişilerin bahçelerinde böyle bir sisteme sahip olmasına izin verecek kadar küçük bir rüzgar türbini tasarlamaktır” diye açıklıyor. “Hidrojen, küçük bir elektrolizörde yerinde üretilecek ve depoda depolanacak. Daha sonra, örneğin, aynı anda hem ısı hem de güç üreten bir yakıt hücresini evin içinde sürebilir. Ve hidrojenle çalışan arabaların sahipleri Gelecekte araçlarına evde yakıt ikmali yapabilecek. Konseptin gerçek anahtarı, tüm sistemin küçük ama son derece verimli olacak şekilde tasarlanmış olmasıdır, “diye vurguluyor Seidlitz. Rüzgar türbini ile başlayalım. Hafif yapı uzmanları, hafif bir esintide bile harekete geçen yeni bir pervane tasarladılar. Fraunhofer IAP’deki projeyi denetleyen makine mühendisi Marcello Ambrosio, “Burada Lusatia bölgesindeki rüzgar Kuzey Almanya’dakinden çok daha zayıf” diye açıklıyor. “Rotor kanatlarını bu rüzgar koşullarına uyacak şekilde tasarladık ve boyutlarını geleneksel küçük rüzgar türbinlerine kıyasla yaklaşık yüzde 30 oranında düşürdük.” Fraunhofer IAP, kısa süre önce, yaklaşık iki metreye iki metre boyutlarında nesneler üretebilen endüstriyel bir 3D yazıcı satın aldı. Marcello Ambrosio ve meslektaşları, bu teknolojiyi fiber kompozitten zayıf rüzgarlar için rotorlarını üretmek üzere plastik bir kalıp yapmak için kullandılar. Hafif yapı konusunda da uzmanlaşan bir şirket olan EAB Gebäudetechnik Luckau tarafından yardım edildi.

Hafif ve çevik rotorlar

Elyaf takviyeli kompozitler, elyaf şeritlerin bir kalıba hassas bir şekilde yerleştirilmesi ve ardından bir bileşen oluşturmak için bir reçine veya alternatif sentetik malzemeler kullanılarak sertleştirilmesiyle üretilir. Şeritler genellikle elle yerleştirilir. Fraunhofer IAP’de bu iş, donatı liflerini kalıba tam olarak yerleştiren modern bir otomatik lif yerleştirme makinesi tarafından yapılır. Ambrosio: “Bu sistem ile manuel yerleştirme arasındaki fark, daha az sayıda üst üste binme olması ve bu da boyutları önemli ölçüde azaltmamızı sağlıyor.”

Daha zayıf rüzgarlarda daha fazla verimlilik için tasarlanmasına rağmen rotorlar güçlü rüzgarlara da dayanır. Rotor kanatları, bir fırtınada eğilip bükülmek ve rüzgârın dışında dönecek şekilde tasarlanmıştır. Holger Seidlitz, “Sonuç olarak türbin dönüş hızını kendi kendine yavaşlatıyor ve herhangi bir hasardan kaçıyor” diyor. Bu da karmaşık kontrol teknolojisi ve ayrıntılı mekanizmalara olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Önümüzdeki birkaç ay boyunca rotorlar açıkta test edilecek. Geleneksel küçük rüzgar türbinleri üzerindeki ustalıklarını göstermeleri bekleniyor.

Dahili güvenlik sensörlü tank

İkinci proje aynı zamanda hidrojen tankını üretmek için hafif yapı teknolojisini de içeriyor. Endüstriyel uygulamalara yönelik geleneksel hidrojen tankları, basınca dayanıklı iki çelik kaptan oluşur. Bununla birlikte, binlerce özel evde kullanım için, karbon fiber kompozitlerden yapılmış hafif tanklar çok daha az malzemeye ihtiyaç duyacak, kullanımı çok daha kolay olacak ve özellikle mobil uygulamalar için belirli avantajlar sunacaktır. Tüm bunlar, son derece güvenli olmaları gerektiğini söyledi. Hidrojen, atmosferik oksijen varlığında patlayıcı bir karışım oluşturabileceğinden, kaçmasına izin verilmemelidir. Lusatia ekibi burada da ilginç bir çözüm öneriyor. Tanklar, silindirik bir gövde üzerine sarılan karbon fiber şeritlerden yapılmıştır. Sentetik reçine ile emprenye edilen bu şeritler daha sonra sertleşerek yüzlerce bar basınca dayanabilen bir tank oluşturur. Uzmanlar ayrıca sızıntıları tespit etmek için sensörleri tanklara entegre ediyor. Marcello Ambrosio, “Şu anda elektriksel olarak iletken boyaları işleyebilen 3D yazıcılar kullanıyoruz” diye açıklıyor. “Bu boyaları doğrudan fiber kompozitte işliyoruz.” Araştırmacılar, en küçük elektronik bileşenleri bile tank duvarına entegre edebilirler. Bu erken uyarı sistemi, gelecekte nihai müşteride güvenli kullanım için temel kriterlerden biridir.

Holger Seidlitz, daha da önemlisi, araştırma işbirliğinin bölge için bir destek olduğunu vurguluyor. “Lusatia yapısal dönüşümden oldukça etkileniyor. Bu bölgeden geldiğimde, sürekli değer yaratma zincirleri oluşturmak için küçük ve orta ölçekli işletmeleri araştırma projelerimize entegre etmenin önemli olduğunu düşünüyorum.” Rüzgar türbini ve tankla, şimdi burada iki gelişmeyi – yenilenebilir enerjiler ve hidrojen teknolojisi – birleştiriyor ve her ikisi de önümüzdeki yıllarda çok önemli olacak.

Rüzgar türbini kanatları için optimize edilmiş karbon fiber, maliyet ve performans avantajları sağlayabilir Fraunhofer-Gesellschaft tarafından sağlanır

Alıntı: Bahçe için hidrojen santrali (2021, 3 Mayıs) 3 Mayıs 2021 tarihinde https://techxplore.com/news/2021-05-hydrogen-power-garden.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz